ナノポーラス・セラミックス複合金属

大きな比キャパシタンス、大きなエネルギー密度、優れたサイクル安定性を示す

概要

　ナノポーラス金属は優れた電気的性質を持つことが知られている。二酸化マンガンMnO2は、高い静電容量や、環境にやさしい、低コスト、であることから、電極用材料として有望視されている。リチウムイオン電池(LIB)は、単位容積 あたりパワー密度が格段に優れている。より大きな容量とするために、炭素系の化合物以外の代わりとなる負極の電極として、活性・不活性コンポジット合金材料の使用が検討されている。しかし、MnO₂は電子的な導電性が劣り、 充放電速度が制限されることを理由に、高出力の用途への適用は困難とされている。その為、導電性を高めたMnO₂の開発が重要な課題となっている。
　本発明によって、化学的なデアロイ化と電気的ではないプレーティング処理を組み合わせることにより、新規ナノポーラス金属/セラミックスコンポジット材料物質を提供することが可能になった。本発明の一例として、ナノポーラス Au/MnO₂電極がある。本発明は、二重層キャパシタとしての活性を有するだけでなく、良好な導電体として機能し、MnO₂の擬似キャパシタ性能を増強する。従って、優れた電気的特性を発揮し、一例として超長寿命のLIB用電極材料となる可能性がある。

NPG（ナノポーラス金）/MnO2複合材料の電池性能

応用例

・誘電体、SC用電極、リチウムイオン電池、LIB用電極
・エネルギー貯蔵デバイス、バックアップ電源、蓄電装置

関連文献

[1] Nanoporous metal/oxide hybrid electrodes for electrochemical supercapacitors,Nature Nanotechnology volume 6, pages232–236 (2011)
[2] A nanoporous metal recuperated MnO2 anode for lithium ion batteries, Nanoscale Issue 37(2015)

知的財産データ

知財関連番号　： 特許第6019533号
発明者　　　　： 陳　明偉、郎　興友、藤田　武志
技術キーワード： リチウムイオン電池、リチウムイオン電池用負極、スーパーキャパシタ、進相コンデンサ、誘電体、エネルギー貯蔵デバイス、バックアップ電源、蓄電装置